Модернізація електрообладнання та схеми управління токарно-гвинторізного верстата

Зміст

Введення

1 Технологічна частина

1.1 Призначення і технічні дані верстата

1.2 Пристрій і взаємодію вузлів верстата

1.3 Розрахунок технологічних потужностей

2 Електротехнічна частина

2.1 Схема управління та її елементи до модернізації

2.2 Аналіз системи електроприводу і схеми управління

2.3 Пропозиції щодо модернізації

2.4 Вибір електродвигунів

2.5 Розробка схеми керування і опис її роботи

2.6 Вибір елементів схеми

2.7 Вибір захисної апаратури і живлячих проводів

3 Економічна частина

3.1 Обгрунтування модернізації ЕО та автоматики верстата

4 Управління електрообладнання верстата

4.1 Технічне обслуговування електроустаткування

4.2 Заходи по економії електроенергії

5 Охорона праці

5.1 Техніка безпеки при експлуатації електрообладнання

5.2 Боротьба з шумами та вібрацією

5.3 Протипожежні заходи

Література

Введення

На електромашинобудівних заводах механічна обробка займає значне місце в загальному процесі виготовлення електричної машини в умовах великосерійного і масового виробництва.

Металорізальні верстати є поширеними виробничими машинами, призначеними для механічної обробки заготовок з металу ріжучими інструментами. Шляхом зняття стружки заготівлі віддаються необхідна форма, розміри і чистота поверхні.

Верстати токарної групи відносяться до найбільш поширеним металорізальних верстатів і широко застосовуються на промислових підприємствах, в ремонтних майстернях і т.д. До групи токарних верстатів входять: універсальні токарні, токарновінторезние, револьверні, токарнолобовие, карусельні, токарнокопіровальние верстати, токарні автомати і напівавтомати.

За розмірами токарні верстати бувають настільними, середніми верстатами нормальних розмірів і унікальними.

По точності і чистоті обробки вони поділяються на верстати для грубої обробки, верстати нормальної і підвищеної точності.

Спільним для всіх токарних верстатів є те, що деталь приводиться в обертання - це рух називається головним, а інструмент (різець) переміщають уздовж заданого контуру обробки це рух називається подачею.

Дедалі більшого поширення набувають новітні засоби електричного автоматизації технологічних установок, машин і механізмів на базі напівпровідникової техніки, високочутливої ​​регулюючої і контрольно-вимірювальної апаратури. Це пояснює необхідність модернізації електрообладнання верстатів, так як модернізувати верстат набагато дешевше ніж купувати і встановлювати нові.

У дипломному проекті проведено модернізацію електрообладнання та схеми управління токарно-гвинторізного верстата моделі 16 Б 16 П.

Метою модернізації є:

збільшення надійності;

збільшення швидкодії;

збільшення економічності;

збільшення безпеки.

1 Технологічна частина

1.1 Призначення і технічні дані верстата

Верстат 16Б16П призначений для виконання різноманітних токарних робіт, а також, для нарізування резьб: метричною, дюймовою, модульною і питчевой.

Основні технічні дані і характеристики верстата зводимо в таблицю 1.

Таблиця 1

1.2 Пристрій і взаємодію вузлів верстата

Загальний вигляд з позначенням вузлів верстата 16Б16П зображений на лісте1 графічної частини дипломного проекту.

Станина лита чавунна, коробчатої форми з поперечними П-образними ребрами, має дві призматичні і дві плоскі напрямні. Напрямні піддані термообробці з наступним шліфуванням. Станина встановлюється на одній тумбі. У ніші правого торця станини розміщений двигун прискорених ходів каретки.

На задній стінці біля лівого торця тумби змонтована коробка швидкостей, у правого - станція мастила, а всередині тумби розташований електродвигун головного приводу. У ніші правого торця тумби розташований бачок для охолоджувальної рідини і насос системи охолодження.

Коробка передач на 6 ступенів монтується в окремому корпусі і кріпиться до задньої зовнішньої стінки лівого торця тумби.

Для натягу ременя йде від коробки до шпинделя, вона може переміщатися у вертикальній площині за допомогою натяжного гвинта.

Механізм коробки швидкостей приводиться в рух від 2х швидкісного електродвигуна через зубчасту ремінну передачу.

Всі шестерні коробки швидкостей виготовлені з легованих сталей і піддані термічній обробці з наступним шліфуванням зубів.

Мастило електромагнітних муфт, шестерень і підшипників коробки швидкостей здійснюється від насоса змащення через систему змащення.

Механізм передньої бабки отримує рух від коробки швидкостей через зубчастий ремінь і розвантажений приймальний шків.

Коробка передач служить для передачі руху від вихідного валу передньої бабки до приводного валу коробки подач. Огорожа коробки передач забезпечено електричним блокуванням, що виключає випадкове включення верстата при відкритому кожусі огорожі.

Коробка подач отримує рух від вихідного валу передньої бабки через змінні зубчасті колеса коробки передач.

Для здійснення швидких переміщень супорта в коробці подач змонтована обгону муфта, призначення якої відключити коробку подач при швидкому зворотному ході супорта.

Фартух має чотири пари кулачкових муфт, які дозволяють здійснювати прямий і зворотний хід каретки і супорта.

Фартух має блокуючий пристрій, що перешкоджає одночасному включенню поздовжньої і поперечної подачі супорта і маткової гайки верстата.

Мастило фартуха, напрямних станини і каретки здійснюється плунжерним насосом, вбудованим в кришку фартуха.

Каретка і поперечна ползушка супорта мають обмеження ходу в обидві сторони, передбачені для уникнення поломок верстата, тому що при переміщенні супорта до упору спрацьовує механізм відключення фартуха. Задня бабка кріпиться до станини через систему важелів і ексцентрик.

Пристрій для захисту від стружки складається з вузлів огорожі супорта й огородження верстата. Огорожа супорта, що має відкидний прозорий екран, кріпиться на каретці і переміщується разом з нею, захищаючи робітника від стружки. Передбачена регулювання установки екрана по висоті.

Призначення вузла огородження верстата, що складається з щитка, підвішеного ззаду супорта, захистити навколишнє верстат простір від розлітається стружки.

Наголос обмеження поздовжнього переміщення каретки встановлюється на передній полиці станини, кріпиться за допомогою гвинтів і притискної планки.

1.3 Розрахунок технологічних потужностей

Розрахунок потужності різання токарно-гвинторізного верстата моделі 16Б16П виробляємо для режиму різання точіння.

Задаємося матеріалом оброблюваного вироби - сталь вуглецева, матеріалом інструменту - сталь швидкоріжуча.

Визначаємо потужність різання P _z, кВт, за формулою:

P _z = V _z F _z / 1020 60, (1)

де V _z - лінійна швидкість різання, м / хв.

F _z - зусилля різання, Н;

V _z = (С _v / T ^m t ^x S ^y ) До _v, (2)

де С _v коефіцієнт, що враховує матеріал виробу, інструменту та вид обробки, приймаємо по () З _v = 300;

Т стійкість різця, хв., Приймаємо по () Т = 30 хв;

S подача, мм / об, приймаємо за паспортом

S = 2 мм / об.;

m, х, у-показники ступеня, що залежать від властивостей

оброблюваного матеріалу, інструменту та виду

обробки, приймаємо по () m = 0,2;. х = 0,15; у = 0,35;

К _у поправочний коефіцієнт, що враховує дійсні умови різання.

К _у = К _mv До nv Кі v, (3)

де К _mv коефіцієнт, що враховує якість обробки матеріалу;

До nv коефіцієнт, що враховує стан оброблюваної поверхні, визначаємо за () До nv = 1;

Кі v коефіцієнт, що враховує якість матеріалу інструмента, приймаємо по () Кі v = 1.

До _mv = К r (750 / у) ^n, (4)

де К r-коефіцієнт що характеризує групу сталі за оброблюваності, приймаємо по () До r = 1;

в - фактичні параметри, що характеризують оброблюваний матеріал, МПа, приймаємо по () в = 500 МПа;

n _у - показник ступеня обробки інструментом, приймаємо по () n _у = 1.

До _mv = 1 (750 / 300) ¹ = 0,4

К _у = 0,4 1 січня = 0,4

V _z = (300 / 30 ^0,2 5 ^0,15 2 ^0,35 ) 0,4 = 37,4 м / хв

Визначаємо зусилля різання F _z, H, за формулою:

F _z = 10 С _f t ^x S ^y V _z ⁿ К _р (5)

де С _f -Коефіцієнт, що враховує властивості оброблюваного матеріалу, інструменту та вид обробки, вибираємо за () C _f = 150;

К _р коефіцієнт, що враховує дійсні умови різання, приймаємо по () К _р = 1;

х, у, n показники ступеня, що залежать від властивостей оброблюваного матеріалу, інструменту та виду обробки, приймаємо по () х = 1; у = 0,75; n = 0,15;

F _z = 10150 5 ¹ 2 ^0.75 37.4 ^0.15 1 = 7326Н

За формулою (1) визначаємо потужність різання:

Р _z = 7326 37.4 / 1020 60 = 4.47 кВт

Виконуємо розрахунок потужності насоса охолодження Р _{насоса,} кВт, за формулою:

= K ₃ (p g Q (H _c + H) / _ном) 10 ^3, (6)

де р - щільність рідини, що перекачується, кг / м ^3, приймаємо р = 1000 кг / м ^3;

g прискорення вільного падіння, м / с ^2, g = 9,81 м / с ^2;

Q продуктивність, м ³ / с, по паспарту верстата

Q = 0,00032 м ³ / с;

Н _з статичний напір, м, приймаємо рівним висоті верстата, Нс = 1,505 м;

Н втрата напору, м, приймаємо за паспортом

Н = 0,5 Н _c, Н = 0,75 м;

К _з коефіцієнт запасу, приймаємо по () K з = l, 2;

_ном номінальний ККД верстата, приймаємо по _ном = 0,7.

Р _насоса = 1,2 (1000 9,81 0,00032 _(1, 505 +0,75) / 0,7) 10 ³ = 0,012 кВт

Потужність на валу двигуна станції мастила Р _дв1, кВт, визначаємо за формулою:

Р _дв1 = K ₃ Q H ^{3 жовтня} / _нас (7)

де Q - продуктивність насоса, м ³ / с;

Н - тиск масла в гідросистемі, Н / м ^2;

К _{з-коефіцієнт} запасу, о.е.

_нас - коефіцієнт корисної дії насоса, о.е.

За () приймаємо Кз = 1,2, _нас = 0,8 Q = 0.0004 м ³ / с, Н = 196200Н / м ²

Р _дв1 = 1,2 0,0004 196200 10 ³ / 0,8 = 0,11 кВт

Потужність приводу швидкого ходу приймаємо з паспорта верстата, Р _дв2 = 0,37 кВт.

2 Електротехнічна частина

2.1 Схема управління та її елементи до модернізації

Технічні дані елементів схеми зводимо в таблицю 2

Таблиця 2

2.2 Аналіз системи електроприводу і схеми управління

Електропривод токарно-гвинторізного верстата 16Б16П харчується від мережі змінного напруги 380 В.

Напруга ланцюга управління 110 В змінного струму, напруга ланцюга керування електромагнітними муфтами 24 В постійного струму. Напруга ланцюга місцевого освітлення 24 В змінного струму, ланцюги сигналізації 29 В змінного струму.

Електропривод верстата складається з чотирьох трифазних асинхронних електродвигунів:

приводу шпинделя типу 4АМ I 32М8/4У3 потужністю 5 кВт, n = 1500 об / хв, U ​​= 380 В;

приводу швидких переміщень каретки і супорта типу ДПТП224С I У3 потужністю 0,37 кВт, n = 1500 об / хв, U ​​= 380 В;

приводу насоса охолоджувальної рідини типу X 1422МУХЛ4 потужністю 0,12 кВт, n = 3000 об / хв, U ​​= 380 В;

приводу насоса мастила, в комплекті зі станцією мастила С4814 потужністю 0,12 кВт, n = 3000 об / хв, U ​​= 380 В;

Електродвигуни встановлені на верстаті мають низький коефіцієнт корисної дії, і створюють багато шуму в роботі.

Коробка швидкостей головного приводу верстата має дві електромагнітні муфти, посредствам яких здійснюється пуск і гальмування шпинделя верстата.

Органи управління верстатом зосереджені в шафі управління.

На верстаті розмішається пульт управління. На ньому знаходяться наступні кнопки:

рукоятка включення електрообладнання верстата в мережу;

рукоятка включення насоса охолодження;

рукоятка перемикання швидкості головного електродвигуна;

кнопка включення прискорених ходів каретки і супорта;

рукоятка пуску верстата і реверсування шпинделя;

кнопка аварійна;

кнопка пуску головного електродвигуна;

Також на пульті управління знаходиться сигнальна лампа HL 2, сигналізує наявність харчування мережі і HL 1, сигналізує наявність живлення трансформатора.

Встановлені автоматичні вимикачі застаріли і не відповідають вимогам безпеки. Вони потребують заміни на більш сучасні з кращими характеристиками.

Необхідна швидкість обертання двигуна М1 головного приводу задається установкою перемикача S 1 в положення 1-перша, мала швидкість, або в положення 2-друга швидкість.

Установкою рукоятки вступного вимикача F 1 у положення 1 електрообладнання верстата підключається до мережі живлення і включається сигнальна лампа Н L 1.

При впливі на кнопку управління S 7 включається реле К2, К3, КТ і магнітні пускачі К1, К7. Магнітний пускач К7 включає електродвигун М1 головного приводу, а магнітний пускач К1-електродвигун М4 станції мастила.

Після запуску електродвигуна М1 можуть бути включені: перемикачем S 11-магнітний пускач К10 електронасоса охолодження М3, а рукояткою управління, лівої чи правої-шпиндель верстата. Переміщення каретки може відбуватися незалежно від запуску електродвигуна М1; кнопкою управління S 10 включається магнітний пускач К9 електродвигуна М2 швидких переміщень каретки і супорта.

Робота одночасно двома рукоятками управління, наприклад, включення шпинделя правою рукояткою, а відключення лівою-неможливо.

Якщо однією з рукояток шпиндель включений-друга рукоятка ніякої дії на роботу приводу не робить, тому що, якщо працює правою рукояткою, реле К2 виявляється відключеним, а при роботі лівої рукоятки відключається реле К3. Але, якщо обидві рукоятки знаходяться в нейтральному положенні і реле К2 і К3 включені, то починати роботу можна будь-який рукояткою управління.

Для зупинки шпінделя рукоятку управління слід перевести з положення 3 в положення 2 "Шпиндель стоп". При цьому контакти перемикача s 9 в ланцюгах 3 та 5 замикаються і включається реле КЗ, а контакт у ланцюзі 9 розмикається і відключає реле К4 і через нього К6. Контакт К6 в ланцюзі 25 відключає електромагнітну муфту Y 1, а в ланцюзі 27 включає електромагнітну муфту Y 2. Шпиндель гальмується і зупиняється, але електродвигун М1 продовжує обертатися в прямому напрямку. Після зупинки шпінделя реле К11 відключається і відключає електромагнітну муфту Y 2.

При гальмуванні реле К11 включається і вимикається за допомогою модуля часу АТ. Час гальмування шпинделя задається в межах 2 ... 3 секунди і регулюється потенціометром модуля часу АТ1.

Щоб включити зворотний хід шпінделя "Шпиндель тому", рукоятку управління слід перевести з положення 2 "Шпиндель стоп" у положення 1 "Шпиндель тому". При цьому контакти перемикача S 9в ланцюгах 3 та 5 розмикаються і реле КЗ відключається, а контакт S 9 в ланцюга 10 замикається і включає реле К5.

При включенні реле контакт К5 в ланцюзі 13 розмикається і відключає магнітний пускач К7 ходи вперед електродвигуна М1 головного приводу, контакт К5 в ланцюзі 15 замикається, включає магнітний пускач К8 ходу назад, і електродвигун М1 починає обертатися у зворотному напрямку. Інший контакт реле К5 в ланцюзі 12 включить реле К6.

Контакт К6 в ланцюзі 25 замикається, включає електромагнітну муфту Y 1, і шпиндель верстата починає обертатися у зворотному напрямку.

Для зупинки шпінделя рукоятку управління з положення 1 слід перевести в положення 2 "Шпиндель стоп". При цьому контакти перемикача S 9в ланцюгах 3 та 5 замикається і включається реле КЗ, контакт S 9 ланцюга 10 розмикається і відключається реле К5. Знеструмлені реле К6отключает електромагнітну муфту Y 1 і включає електромагнітну муфту Y 2. При відключенні реле К5 магнітний пускач К8 залишається включеним і двигун М1 продовжує обертатися у зворотному напрямку.

При управлінні шпинделем верстата правою рукояткою управління команда "Шпиндель вперед" або "Шпиндель тому" подається перемикачем S 8. При подачі цих команд перемикачем S 8 реле К2 відключається, а реле К3 залишається включеним. В іншому дію електросхеми аналогічно дії при управлінні шпинделем верстата лівої рукояткою управління.

Релейноконтакторная схема використовується для управління станком 16Б16П володіє наступними недоліками:

низька надійність;

велика споживана потужність;

великі габарити схеми;

витрати енергії на спрацьовування;

при тривалому зберіганні котушки реле старіють.

Використовуване напруга 110 В, для ланцюга управління не відповідає нинішнім вимогам ГОСТу і є небезпечним для працюючих на верстаті.

Контакти реле і пускачів зношуються, в них виникає іскріння, що може призвести до виникнення пожежі.

Теплові реле використовуються для захисту електродвигунів від перевантаження застаріли і не можуть забезпечити надійний захист.

Понижуючий трансформатор використовується для живлення ланцюгів управління і місцевого освітлення вже застарів, потребує заміни. Він споживає велику потужність при низькому коефіцієнті корисної дії.

У зв'язку з вказаними недоліками виникає необхідність модернізації верстата 16Б16П.

2.3 Пропозиції щодо модернізації

Схему управління верстатом 16Б16П переводимо на постійну напругу 24В, яке є безпечним для обслуговуючого персоналу та підвищує надійність роботи схеми. Для живлення місцевого освітлення використовуємо джерело живлення з напругою 24В змінного струму. Силова ланцюг харчується напругою 380В, частотою 50Гц;

Проводимо заміну застарілих типів електродвигунів на сучасні серії АИР і RA. У них застосовані високоміцні алюмінієві сплави і пластмаси, використана більш досконала система вентиляції, що забезпечує зниження температури нагріву двигунів. Також застосовані підшипники з поліпшеними характеристиками віброакустичними, що дозволить знизити рівень шуму при роботі електродвигуна і підвищити надійність;

Застосовуємо сучасні конструкції апаратів управління та захисту. Вони володіють більш високою надійністю, меншим шумом у роботі і меншими габаритами і масою;

У даній схемі застосовується велика коли чество магнітних пускачів, що робить схему енергоємною, а також призводить до великої коли честву перемикань, за чого знижується надійність ність схеми. Тому магнітні пускачі замінюємо тиристорними, з керуванням на герконовий реле. Двигун швидких переміщень супорта, а також двигуна насоса охолодження і насоса змащування включаємо за допомогою герсіконового контактора. Герконові реле і герсіконовие контактори мають гермитичность магнітокеровані контакти, що знаходяться в середовищі захисного газу. У результаті їх контактна система має підвищену зносостійкість і надійність контактування. Контакти не окислюються, не забруднюються і не вимагають постійного догляду та обслуговування;

Проводимо заміну плавких запобіжників в силовому ланцюзі на автоматичні вимикачі, які володіють більш високою надійністю і швидкодією;

Захист ланцюгів управління і місцевого освітлення здійснюємо за допомогою запобіжників.

2.4 Вибір електродвигунів

Електродвигуни вибирають за наступними умовами:

за родом струму і величиною напруги;

за конструктивним виконанням;

за ступенем захисту від впливу навколишнього середовища;

за частотою обертання ротора;

по потужності.

Покажемо вибір електродвигуна для головного приводу. Вибір здійснюємо за умовами:

n _ном n _хутро ()

Р _ном Р _z / ()

де n _ном - номінальна частота обертання електро

двигуна, об / хв;

n _хутро - частота обертання вхідного вала механізму,

об / хв;

Р _{ном-номінальна} потужність електродвигуна, кВт;

коефіцієнт корисної дії верстата, по

паспортом приймаємо = 0,9.

За умовами () і () маємо:

n _ном 1500 об / хв

Р _ном 4,47 / 0,9 = 4,97 кВт

За () вибираємо електродвигун марки АІР112М4 з Р _ном = 5,5 кВт, _ном = 85,5%, n _ном = 1500 об / хв, cos = 0,86, I _п / I _ном = 7,0.

Вибір електродвигунів М2М4 аналогічний. Дані вибору заносимо в таблицю 3.

Номінальний струм електродвигуна I _ном, А, визначаємо за формулою:

I _ном = Р _ном / (3 U _{c ном} cos _ном), ()

де U _c -Номінальна напруга мережі, кВ;

_ном - коефіцієнт корисної дії електро

двигуна, о.е.;

cos _{ном-номінальний} коефіцієнт потужності, о.е..

Пусковий струм електродвигуна I _п, А, визначаємо за формулою:

I _п = I _ном I _п / I _ном, ()

де I _п / I _{ном-кратність} пускового струму, о.е.

Для електродвигуна М1 за формулами () і () маємо:

I _ном = 5,5 / (3 0,38 0,855 0,86) = 11,3 А

I _п = 11,3 7 = 79,1 А

Розрахунок номінальних і пускових струмів інших електродвигунів аналогічний. Дані заносимо в таблицю 3.

Таблиця 3

2.5 Розробка схеми керування і опис її роботи

Розробку схеми управління токарновінторезного верстата моделі 16Б16П ведемо згідно з пропозиціями щодо модернізації. Схема електрична принципова після модернізації представлена ​​на лісте2 графічної частини проекту.

Перед початком роботи верстата необхідно електричну частину підключити до цехової мережі посредствам автоматичного вимикача QF 2, при цьому загоряється сигнальна лампа HL 1.

Необхідна швидкість обертання електродвигуна М1, задається установкою перемикача S А1 в положення 1-перше, мала швидкість, або в положення 2-друга швидкість.

При впливі на кнопку управління S В2 включаються герконові реле До V 7, К V 8, К V 3 та герсіконовий контактор КМ3. Герконові реле До V 3 включає електродвигун М1 головного приводу замикаючи свої контакти До V 3.1К V 3.3 в ланцюзі тиристорного пускача.

Розглянемо роботу тиристорного блоку на прикладі фази А. У момент пригоди позитивної півхвилі напруги на фазі А, відбувається відкриття тиристора VS 1 (так як позитивна напівхвиля є прямою для VS 1) і закриття тиристора VS 2 (так як позитивна напівхвиля є зворотної для VS 2). Формується відкриває імпульс струму в ланцюзі управління тиристора VS 1. Відкриваючий імпульс на керуючий електрод тиристора VS 1 подається по колу: фаза А, діод VD 1, струмообмежуючі резистор R 1, Замикаючий контакт KV 2.1, керуючий електрод тиристора VS 1, катод тиристора VS 1. Тиристор VS 1 відкривається і на фазі А двигуна М1 з'являється напруга. Струм на обмотку статора двигуна надходить по колу: фаза А, тиристор VS 1, обмотка статора двигуна М1, тиристор VS 4 - фаза В або тиристор VS 6 - фаза С. У наступний напівперіод проходження отріцацельной напівхвилі напруга у фазі А відбувається закриття тиристора VS 1, і відкриття тиристора VS 2. Відкриваючий імпульс на керуючий електрод тиристора VS 2 надходить по ланцюгу: інша фаза (на якій зараз позитивна напівхвиля), обмотка статора двигуна М1, діод VD 2, замикає контакт KV 2.1, струмообмежуючі резистор R 1, керуючий електрод тиристора VS 2. Тиристор VS 2 відкривається і на обмотці двигуна з'являється напруга. В інших фазах робота тиристорних блоків аналогічна.

Герсіконовий контактор КМ3, замкнувши свій контакт КМ3.1 включає електродвигун М4 станції мастила.

Після запуску електродвигуна М1 можуть бути включені: перемикачем SA 3-герсіконовий контактор КМ2 електронасоса охолодження М3.

Натисканням кнопки управління SB 3 включається герсіконовий контактор КМ1 електродвигуна швидких переміщень каретки і супорта М3.

Робота одночасно двома перемикач управління, наприклад, включення шпинделя перемикачем SA 4, а відключення перемикачем SA 5-неможливо.

Якщо одним з перемикачів шпиндель включений-другий перемикач ніякої дії на роботу приводу не робить, тому що, якщо працює перемикач SA 4, герконові реле До V 7 виявляється відключеним, а при роботі перемикачем SA 5 відключається герконові реле До V 8. Але, якщо обидва перемикач знаходяться в нейтральному положенні і герконові реле До V 7 і К V 8 включені, то починати роботу можна будь-яким перемикачем управління.

Щоб включити робочий хід шпинделя перемикачем SA 4, його потрібно перевести з положення 2 "Шпиндель стоп" в положення 3 "Шпиндель вперед". При цьому герконові реле KV 7 відключається, а герконові реле KV 6 включається і замкнувши свій контакт KV 6.2 включає герконові реле KV 4.

Герконові реле замкнувши свій контакт KV 4.2 включає електромагнітну муфту YC 1 і шпиндель починає обертатися.

Для зупинки шпинделя перемикач управління SA 4 слід перевести з положення 3 в положення 2 "Шпиндель стоп". При цьому перемикач SA 4 включає герконові реле До V 7 і відключає герконові реле До V 6, а через нього відключають герконові реле KV 4. Герконового реле KV 4 розмикає свій контакт KV 4.2 і відключає електромагнітну муфту Y С1, і замикаючи свої контакти KV 4.1 і KV 4.3 включає електромагнітну муфту Y С2. Шпиндель гальмується і зупиняється, але електродвигун М1 продовжує обертатися в прямому напрямку. Після зупинки шпинделя герконові реле До V 1 відключається і розімкнувши свій контакт KV 1.1 відключає електромагнітну муфту Y С2.

При гальмуванні герконові реле До V 1 включається і вимикається за допомогою модуля часу KT 1. Час гальмування шпинделя задається в межах 2 ... 3 секунди.

Щоб включити зворотний хід шпінделя "Шпиндель тому", перемикач управління SA 4 слід перевести з положення 2 "Шпиндель стоп" у положення 1 "Шпиндель тому". Перемикач S А4 відключає герконові реле До V 7 і включає герконові реле До V 5.

При включенні герконового реле KV 5 розмикається його контакт KV 5.2 і відключає герконові реле До V 3 ходу вперед електродвигуна М1 головного приводу. Контакт До V 5.1 замикається і включає герконові реле До V 2 ходу назад, індикатором, замкнувши свої контакти До V 2.1К V 2.3 здійснить запуск електродвигуна М1 у зворотному напрямку. Контакт реле До V 5.3 замикається і включає герконові реле До V 4.

Контакт До V 4.1 замикається і включає електромагнітну муфту Y С1, і шпиндель верстата починає обертатися у зворотному напрямку.

Для зупинки шпинделя перемикач управління SA 4 з положення 1 слід перевести в положення 2 "Шпиндель стоп". При цьому контакти перемикача включають герконові реле До V 7 і відключають реле До V 5. Знеструмлені реле До V 4 відключає електромагнітну муфту YC 1 і включає електромагнітну муфту YC 2. При відключенні реле До V 5 магнітний пускач До V 2 залишається включеним і двигун М1 продовжує обертатися у зворотному напрямку.

При управлінні шпинделем верстата перемикачем управління SA 5 при поданні команд "Шпиндель вперед" або "Шпиндель тому" відбувається включення герконового реле До V 7 і відключення герконового реле До V 8. В іншому дію електросхеми аналогічно дії при управлінні шпинделем верстата лівої рукояткою управління.

Відключення верстата здійснюється перекладом рукоятки вимикача QF 2 у положення "Вимкнено"

На верстаті є амперметр А1, що вимірює навантаження головного електродвигуна М1.

Захист від струмів короткого замикання здійснюється за допомогою плавких запобіжників FU 1 FU 3 та автоматичних вимикачів QF 2, QF 3.

Захист електродвигунів від перевантажень здійснюється тепловими реле КК1КК3.

2.6 Вибір елементів схеми

Вибір силових тиристорів виробляємо за наступними умовами:

по струму тиристора:

I _ном.т (0,5 I _{max кр)} / (2 К _о К _о К К _ф); (12)

по зворотному напрузі тиристора:

U _{обр.ном.т} 1,1 2 U _с, (13)

де I _{ном.т-номінальний} струм тиристора, А;

I _{max кр} максимальний можливий струм через тиристор,

А;

К _{о-коефіцієнт} враховує умови охолодження,

К _о = 0,5;

К _о коефіцієнт враховує завантаження тиристора в

залежно від температури навколишнього середовища,

К _о = 1;

До коефіцієнт враховує кут провідності

Тиристора До = 1;

К _ф коеффіціен враховує форму тиристора,

К _ф = 1,1;

U _{обр.ном.т} - зворотне номінальну напругу

тиристора, В;

Зробимо вибір тиристорів VS 1 VS 10 в ланцюзі живлення двигуна головного руху М1.

Максимальний короткочасний струм через тиристор в нашому випадку приймаємо рівним пусковому струму двигуна М1.

За умовами (12) і (13) отримаємо:

I _ном.т (0,5 79,1) / (2 0,5 1 1 1,1) = 35,9 А

U _{обр.ном.т} 1,1 2 380 = 591,1 В

Так як у схемі не передбачений захист від перенапружень з допомогою RC ланцюжків, то вибираємо тиристори за напругою на два класи вище, ніж вийшло з розрахунку.

За () вибираємо тиристори VS 1 VS 10 класу Т122206 з I _ном.т = 40А, U _{обр.ном.т} = 800В, I _упр.т = 0,18 А, U _упр.т = 4 B.

Вибір діодів для тиристорного пускача виробляємо за наступними умовами:

U _обр 2 U _с, (14)

I _пр.доп I _упр.т, (15)

де U _обр зворотне допустима напруга діода, В;

I _пр.доп допустимий прямий струм діода, А.

Зробимо вибір діодів VD 1 VD 10 для тиристорного пускача в ланцюзі двигуна головного руху М1.

За умовою (14) і (15) отримаємо:

U _обр 2380 = 537,4 В

I _пр.доп 0,18 А

За () вибираємо діоди VD 1 VD 10 марки КД105В з I _пр.доп = 0,3 А, U _обр = 600В.

Вибір резисторів для тиристорного пускача виробляємо за наступними умовами:

R _p (0,05 U _max U _упр.т) / (1,1 I _упр.т); (16)

Р _рас. I _упр.т. R _p, (17)

де R _p активний опір резистора, Ом;

U _max максимальне значення напруги мережі, В;

P _рас потужність розсіювання резистора, B т.

Максимальна напруга мережі визначаємо за формулою:

U _max 2 U _з (18)

U _max 2 380 = 537,4

Зробимо вибір резисторів R 1 R 5 для тиристорного пускача в ланцюзі двигуна головного руху М1.

За умовою (16) і (17) отримаємо:

R _p (0,05 537,4 4 ) / (1,1 0,18) = 115,5 Ом

Р _{рас. 0,18.} 115,5 = 3,74 Вт

За () вибираємо резистори R 1 R 6 марки С535В з Р = 7,5 Вт, R = 120 Ом.

Вибір герсіконових контакторів виробляємо за умовами:

U _ном.к.к U _ц.у.; (19)

I _{ном.кон.} I _дл.к.ц., (20)

де U _ном.к.к номінальна напруга котушки контак

тора, В;

U _ц.у.. Напруга ланцюга управління, В;

I _{ном.кон.} Номінальний струм контактів контактора, А;

I _дл.к.ц.. Тривалий струм комутованій ланцюга, А.

Зробимо вибір герсіконового контактора КМ1. У даному випадку I _дл.к.ц.. Буде дорівнює номінальному струму двигуна М2.

За умовами (19) і (20) отримаємо:

U _{ном.к.. До} 24 В

I _{ном.кон ..} 0,9 А

За () вибираємо герсіконовий контактор КМ1 марки КМГ18193000У.2.04 з U _ном.к.к = 24 _B,. I _{ном.кон.} = 6,3 A, P _потр = 4 Вт.

Вибір решти герсіконових контакторів аналогічний, дані вибору заносимо в таблицю 4.

Таблиця 4

Вибір проміжних герконовий реле для управління тиристорами виробляємо за умовами:

по напрузі:

U _ном.к.р U _ц.у.; (21)

по струму контактів реле:

I _{ном.кон.р} I _дл.к.ц; (22)

за кількістю та видом (прикінцеві, ізоляційні) контактів.

де U _ном.к.р номінальна напруга котушки реле, В;

I _{ном.кон.р} номінальний струм контактів реле, А.

Зробимо вибір герконового реле KV 2. У даному випадку I _дл.к.ц дорівнює току управління тиристорами.

За умовами (14) і (15) отримаємо:

U _ном.к.р 24 В

I _{ном.кон.р} 0,18 А

потрібно три замикаються і один розмикає контакт.

За () вибираємо герконові реле KV 2 складається з двох: реле марки РПГ010421 з числом замикаються контактів-чотири, Р _потр = 1,5 Вт, I _{ном.кон.р} = 1 A, U _ном.к.р = 24 В і реле марки РПГ110222 з числом розмикаються контактів-два, Р _потр = 1,4 Вт, I _{ном.кон.р} = 1 A, U _ном.к.р = 24 В.

Вибір решти герконовий реле аналогічний, дані вибору заносимо в таблицю 5.

Таблиця 5

Вибір реле часу КТ виробляємо за умовами (21), (22) і за величиною витримки часу:

t _вуст. t _розр., (23)

де t _вуст час встановлення реле часу, с;

t _розр розрахункова величина витримки часу, с, з

паспортних даних t _розр = 23 сек.

Тривалий струм комутованій ланцюга I _дл.к.ц., A, визначаємо за формулою:

I _дл.к.ц = Р _потр / U _ц.у., (24)

де Р _потр потужність споживача комутованого контактами реле, Вт.

Контакт реле часу комутує ланцюг герконового реле KV 1. Відповідно I _дл.к.ц за формулою (24) буде дорівнює:

I _дл.к.ц = (1,4 + 0,4) / 24 = 0,08 А

За умовами (21), (22) і (23) отримаємо:

U _{ном.к.р.} 24 В

I _{ном.кон.р.} 0,08 А

t _розр 2 сек

За () вибираємо реле часу КТ марки ВЛ26У4 з U _ном.к.р = 24 В, I _{ном.кон.р} = 1 А, Р _потр = 16Вт, t _вуст = 1300 с.

Вибір лампи місцевого освітлення проводиться за наступними умовами:

по потужності;

по номінальній напрузі:

U _{ном.л.м.о.} U _ц.м.о..; (25)

де U _{ном.л.м.о} номінальна напруга лампи місцевого

освітлення, В;

U _ц.м.о напруга ланцюга місцевого освітлення, В.

U _{ном.л.м.о.} 24 В

За () вибираємо лампу місцевого освітлення Е L типу МО2425 з U _{ном.л.м.о} = 24В, Р _потр = 2,5 Вт.

Вибір сигнальної лампи HL 2 виробляємо за умовами:

за конструктивним виконанням;

по номінальній напрузі:

U _{ном.с.л..} U _ц.с.., (26)

де U _{ном.с.л-номінальне} напруга сигнальної лампи, В.

U _{ц.с-напруга} ланцюга сигналізації, В.

За умовою (26) маємо:

U _{ном.с.л..} 5 _В.

За () вибираємо сигнальну лампу HL 2 марки МН 03 з U _ном.с.л = 24 В, Р _потр = 2,5 Вт.

За паспортом вибираємо пристрій HL 1 марки УПС2У3.

З паспортних даних вибираємо амперметр типу Е8031 У3.

Вибір перемикачів виробляємо за наступними умовами:

за призначенням;

за конструктивним виконанням;

по робочій напрузі:

U _{ном.пер ..} U _ком; (27)

по струму контактів перемикача:

I _{ном. к. пер.} I _{дл. к. ц} : (28)

де U _{ном.пер} номінальну напругу перемикачі еле

ля, В;

U _ком номінальну напругу комутованій ланцюга, В;

I _{ном.к.пер} номінальний струм перемикача, А.

Зробимо вибір перемикача SA 2. За формулою (24) визначаємо тривалий струм комутованій ланцюга:

I _дл.к.ц.. = 25/24 = 1,04 А

За умовою (27) і (28) отримаємо:

U _{ном.пер} 24 В

I _{ном.к.пер} 1,04 А

За () перемикач SA 2 марки ПКн105 з U _{ном.пер.} = 24 В, I _{ном.к.пер} = 4 А.

Вибір інших перемикачів аналогічний. Дані заносимо в таблицю 6.

Таблиця 6

Позиційне позначення	Марка перемикача	U ном.пер, А	I ном.к.пер, А
SA1	ПКП256107ПУ3	380	6
SA2	ПКН 105	24	4
SA3	ТВ1	24	1
SA4	ПКУ311С2071У3	24	5
SA5	ПКУ311С2071У3	24	5

Вибір кнопок управління виробляємо за наступними умовами:

по напрузі:

U _{ном.кн..} U _ц.у.; (29)

по струму контактів кнопки:

I _{ном. к. н.} I _{дл. к. ц} ; (30)

по вигляду і кольору штовхача;

за кількістю і видом контактів,

де U _ном.кн номінальну напругу кнопки, B;

I _ном.к.н номінальний струм контактів кнопки, А.

Вид штовхача може бути грибоподібний або циліндричний, колір червоний або чорний. Слід мати на увазі, що кнопка "Загальний стоп" повинна бути з грибоподібним штовхачем червоного кольору.

Покажемо вибір кнопки SB 3. За формулою (24) визначаємо тривалий струм комутованій ланцюга:

I _дл.к.ц.. = 4 / 24 = 0,17 А

За умовами (29) і (30) маємо:

U _{ном.кн..} = 24 _В.

I _{ном.к.н.} = 0,17 А

За () вибираємо кнопку SB 3 марки КЕ011У3 з I _ном.к.н = 6 А, U _{ном.кн..} = 24 В, з циліндричним штовхачем чорного кольору.

Вибір решти кнопок аналогічний. Дані вибору зводимо в таблицю 7.

Таблиця 7

Вибір кінцевих вимикачів виробляємо за умовами:

за конструктивним виконанням;

за кількістю і видом контактів;

по напрузі:

U _{ном.к.в..} U _ц.у.; (31)

по струму контактів:

I _{ном. до .. ст.} I _{дл. к. ц} ; (32)

де U _ном.к.в - номінальна напруга кінцевого

вимикача, B;

I _{ном.к.. В} - номінальний струм контактів кінцевого

вимикача, А.

Покажемо вибір кінцевого вимикача SQ 3, який комутує ланцюг котушок реле KV 4, KV 5, KV 6, KV 7, KV 8 і герсіконового контактора КМ3. У даному випадку в найбільш важкому режимі одночасно можуть працювати: герконові реле KV 7 або герконові реле KV 8, а також герконові реле KV 4, KV 6 і герсіконовий контактор КМ3. За формулою (24) тривалий струм комутованій ланцюга дорівнює:

I _дл.к.ц.. = (1,4 +1,4 +1,4 +1,4 +1,5 +1,4 +4) / 24 = 0,5 А

За () вибираємо кінцевий вимикач SQ 3 марки ВПК2110У3 з I _{ном.к.в.} = 4 А, U _{ном.к.в.} = 24 В.

Вибір решти кінцевих вимикачів аналогічний. Дані вибору зводимо в таблицю 8.

Таблиця 8

Позиційне позначення	Марка вимикача	U ном.пер, А	Iном.к.пер, А
SQ1	ВПК2010У3	24	4
SQ2	ВПК2010У3	24	4
SQ3	ВПК2010У3	24	4

За паспортом верстата вибираємо електромагнітні муфти YC 1 і YC 2. YC 1 марки ЕТМ0841Н2 з U _{ном.к.в.} = 24 В, Р _потр = 60Вт і YC 2 марки ЕТМ0862В з U _{ном.к.в.} = 24 В, Р _потр = 60Вт.

За паспортом верстата вибираємо конденсатор С1 марки МБГП202000, 51 з ємністю 0.51 мкФ.

За паспортом верстата вибираємо діод VD 15 марки Д226В.

Вибір діодів мостового випрямляча для живлення ланцюга управління виробляємо за умовами:

по зворотному напрузі:

U _обр. 1,57 U _ц.у.; (33)

по прямому струму:

I _доп.пр. 0,5 I _d, (34)

де I _d - струм навантаження діодів, А.

Струм навантаження діодів визначаємо за формулою:

I _d. P _потр U _ц.у, (35)

де P _потр - сума активних потужностей споживачів

ланцюга управління, Вт.

I _d. = (1,4 +1,4 +1,4 +1,4 +1,5 +1,4 +4 +4 +4 +60) / 24 = 3,35 А

За умовами (33) і (34) маємо:

U _обр. 1,57 24 = 37,7 В

I _доп.пр. 0,5 3,35 = 1,68 А

За () вибираємо діоди VD 11 VD 14 марки КД202Б з U _обр = 50 В, I _доп.пр = 3,5 А.

Вибір понижувального трансформатора TV для живлення кіл управління та місцевого освітлення виробляємо за умовами:

по напрузі обмоток:

U _{ном.1тр.} U _с.; (36)

U _{ном.2тр.} U _ц.у.; (37)

U _{ном.2мо.} U _ц.мо.; (38)

S _ном.тр. S _расч.1, (39)

де U _ном.1тр номінальна напруга первинної обмотки

трансформатора, В;

U _ном.2тр номінальна напруга вторинної обмотки

харчування випрямляча, В;

U _ном.2мо номінальна напруга живлення обмотки

місцевого освітлення, В;

S _ном.тр номінальна потужність трансформатора, В А;

S _расч.1 повна розрахункове навантаження первинної

обмотки, В А.

Розрахункове навантаження трансформатора визначаємо за формулою:

S _расч.1 = S _{2 /,} (40)

де S ₂ сумарна повна потужність навантаження вторинних

обмоток, У А;

коефіцієнт корисної дії трансформа

тора, о.е.

Сумарну повну потужність навантаження в нашому випадку визначаємо за формулою:

S ₂ = I _d U _{ц. У.} + I _{л. Мо} U _{ц. У.,} (41)

де I _л.мо струм лампи місцевого освітлення, А.

За формулою (24) маємо:

I _л.мо = 25 / 24 = 1,04 А

За формулою (41) отримаємо:

S ₂ = 3,35 24 + 1,04 24 = 105,36 В А

За () приймаємо = 0,875.

За формулою (40) отримаємо:

S _расч.1 = 105,36 / 0,875 = 120,4 В А

За умовами (36), (37), (38), (39) отримаємо:

U _{ном.1тр.} 380 В

U _{ном.2тр.} 29 _В.

U _{ном.2мо.} 24 _В.

S _ном.тр. 120,4 _січня

За () вибираємо розділовий трансформатор TV 1 типу ОСМ 0,160 з S _ном.тр = 160 В А, U _ном.1тр = 380, U _ном.2тр = 29 В, U _ном.2мо = 24 В.

2.7 Вибір захисної апаратури і живлячих проводів

Вибір водного автоматичного вимикача виробляємо за умовою:

I _ном.р. I _дл., (42)

де I _ном.р номінальний струм теплового розчеплювача

автоматичного вимикача, А;

I _дл тривалий струм навантаження ланцюга, А;

Для водного автоматичного вимикача QF 2:

I _дл = I _{ном. д.} + I _{1 ном. тр,} (43)

де I _ном.д сума номінальних струмів електродвігате

лей, А;

I _1ном.тр номінальний струм первинної обмотки поні

лишнього трансформатора TV.

I _ном.д = I _ном.М1. + I _{ном. М 1} + I _{ном. М 1} + I _{ном. М 1,} (44)

I _{1 ном. Тр} = S _{ном. Тр.} + U _{ном.1тр.,} (45)

I _ном.д = 11,3 +0,9 +0,4 +0,4 = 13,0 А

I _1ном.тр = 160/380 = 0,42 А

За формулою (43) отримаємо:

I _дл. = 13,0 +0,42 = 13,42 А

За умовою (42) маємо:

I _ном.р. 13,42 _А.

За () вибираємо автоматичний вимикач QF 2 марки ВА 5131 з I _ном.в = 100 А, I _ном.р = 16 А, К _т.ч. = 10.

Оскільки автоматичний вимикач має комбінований розчепитель, то перевіримо вибраний вимикач на можливе спрацьовування електромагнітного рсацепітеля за умовою:

I _ср.е.р.. 1,25 I _кр, (46)

де I _ср.е.р - струм спрацювання електромагнітного розцентру

накопичувача вимикача, А;

I _кр найбільший можливий короткочасний струм в

захищається ланцюга, А.

Для автоматичних вимикачів серії ВА струм спрацьовування електромагнітного розчеплювача можна визначити за формулою:

I _{СР е.. р ..} = 10 I _{ном. р.,} (47)

I _ср.е.р.. 10 16 = 160,0 А

У нашому випадку найбільший короткочасний струм в захищається ланцюга визначається як сума пускового струму двигуна М1 і номінальних струмів двигунів М2, М3 і М4 плюс номінальний струм первинної обмотки трансформатора:

I _кр = 79,1 +0,9 +0,4 +0,4 +0,42 = 81,22 А

За умовою (47) маємо:

160 А 1,25 81,22 = 101,5 А

Умова дотримується, значить, автоматичний вимикач обраний, вірно. Остаточно вибираємо автоматичний вимикач QF 2 марки марки ВА 5131 з I _ном.в = 100 А, I _ном.р = 15 А, К _т.ч. = 10.

Для захисту живильної лінії вибираємо автоматичний вимикач, який встановлюється у розподільчому пристрої, за селективності на один щабель вище, ніж вступної вимикач.

Вибір решти вимикачів аналогічний. Дані вибору вимикачів зводимо в таблицю 9.

Таблиця 9

Теплові реле для захисту електродвигунів від перевантажень вибираємо за умовами:

I _{ном. тр.} I _ном.; (48)

I _{ном. т. е.. р.} I _ном, (49)

де I _ном.тр номінальний струм теплового реле, А;

I _{ном.т.е.р.} номінальний струм теплового елемента реле, А.

Зробимо вибір теплового реле КК1 для захисту від перевантажень двигуна головного руху М1.

За умовами (48) і (49) отримаємо:

I _{ном.тр. =.} 11,3 А

I _{ном.т.е.р.} = 11,3 А

За () вибираємо теплове реле КК1 марки РТЛ 101604 з I _ном.тр = 25 А, I _{ном.т.е.р} = 12,0 А, і з межами регулювання струму неспрацьовування 9,514 А.

Вибір інших теплових реле аналогічний. Дані заносимо в таблицю 10.

Таблиця 10

Вибір плавких запобіжників виробляємо за умовою:

I _{вст ..} I _{ном. з. ц.;} (50)

де I _вст номінальний струм плавкої вставки, A;

I _{ном. з.ц} номінальний струм захищається ланцюга, А.

Зробимо вибір запобіжника FU 1 в ланцюзі місцевого освітлення.

У даному випадку I _{ном. з.ц} = I _л.м.о..

За умовою (50) отримаємо:

I _вст 1,04 А

За () вибираємо плавкий запобіжник FU 1 марки ПРС6П з I = 6 А, I = 2 A.

Вибір інших запобіжників аналогічний. Дані заносимо в табл.11.

Таблиця 11

Вибір перерізу проводів лінії живлення виробляємо за умовами:

I _доп. I _дл. / К _{поправоч;} (51)

I _доп. До _защ I _{номр.ру.} / К _{поправоч,} (52)

де I _доп длітельнодопустімий струм провідника стан

незалежно від виду діяльності перерізу при нормальних умовах проклад

ки, А;

До _{поправоч} поправочний коефіцієнт на фактичну

температуру навколишнього середовища, о.е.;

До _защ коефіцієнт захисної апаратури, о.е.;

I _{номр.ру} номінальний струм розчеплювача автоматичні

кого вимикача, встановленого в РУ, А.

За () визначаємо До _{поправоч} = 1, а по [] знаходимо До _защ = 1.

За умовами (51) і (52) маємо:

I _доп. 13,42 / 1 = 13,42 А

I _доп. 20 січня / 1 = 20 А

За () вибираємо провід живлення марки АПВ 3 (1 2,5) + 1 2,5 з I = 22 А та з перетином струмопровідної жили 2,5 мм.

Вибір електромагнітних муфт YC виробляємо за наступними умовами:

за родом струму і напруги;

за величиною номінального обертального моменту;

по номінальній напрузі:

U _{ном.емф ..} U _ц.у.; (31)

де U _{ном.емф-номінальне} напруга електромагнітної

муфти, B;

U _{ном.емф ..} 24 В

3 Економічна частина

3.1 Обгрунтування модернізації ЕО та автоматики верстата

Для економічного обгрунтування модернізації електрообладнання та автоматики токарно гвинторізного верстата 16Б16П нам необхідно провести техніко-економічні порівняння двох варіантів схем управління верстатом. Обгрунтування вибору порівнюваних варіантів виробляємо за величиною наведених витрат.

Виходячи з відомостей зібраних під час проходження переддипломної практики капіталовкладення для схеми на релейноконтактних апаратах становить К ₁ = 6034500 крб., А для схеми на безконтактних елементах К ₂ = 7023000 крб. Як видно капітальні вкладення у другому варіанті більше, ніж у першому (К _1> До _2).

Наведені витрати З, руб., Визначаємо за формулою:

З _i = З _i + Е _н К _i, ()

де С _{i-експлуатаційні} витрати, крб.

Е _н нормативний коефіцієнт ефективності

капіталовкладень, о.е., приймаємо Е _н = 0,12;

До _i-сума капітальних вкладень з даного

варіанту, руб ..

Експлуатаційні витрати визначаємо за формулою:

З _i = С _{а i} + С _{р i} + С _{піт i,} ()

де С _i експлуатаційні витрати, крб.

С _{а i} витрати на амортизаційні відрахування, руб.;

З _{i р} витрати на ремонт і обслуговування, руб.;

З _{піт i} витрати від втрат електроенергії в схемі, руб.

Витрати на амортизаційні відрахування визначаємо за формулою:

С _{а i} = К _i Н _а / 100, ()

де Н _а норма амортизаційних відрахувань,%, прини

травнем Н _а = 10%.

З _а1 = 6034500 10/100 = 603 450 руб.

З _а2 = 7023000 10/100 = 702 300 руб.

Витрати на ремонт та обслуговування знаходимо за формулою:

З _{р i} = К _i Н _р / 100, ()

де Н _р норма витрат на ремонт і обслуговування,%,

приймаємо Н _р1 = 15%, Н _р2 = 5%.

З _р1 = 6034500 15/100 = 905 175 руб.

З _р2 = 7023000 5 / 100 = 351150 руб.

Витрати на втрати електроенергії в схемі знаходимо за формулою:

З _{піт i} = b К _пдв S Р _ном ((1 h) / h) К _з Т _об, ()

де b ставка одноставочному тарифу, руб. / кВт год;

До _пдв коефіцієнт податку на додану вартість;

S Р _ном сума активних потужностей, споживаних

електрообладнанням верстата, кВт;

h ККД електрообладнання верстата о.е.;

К _з коефіцієнт завантаження електрообладнання та

автоматики верстата о.е.;

Т _про ефективний фонд часу роботи обладнання

вання, ч.

Приймаються b = 167,5 грн. / кВт год; h ₁ = 0,72; h ₂ = 0,86; До _пдв = 1,18; До _i = 0,8; Т _про = 2000 год

З _пот1 = 167,3 1,18 16,22 ((10,72) / 0,72) 0,8 2000 = 1992389 крб.

C _пот2 = 167,3 1,18 16,22 ((10,86) / 0,86) 0,8 2000 = 834023 руб.

З ₁ = 603450 +905175 +1992389 = 3501014 крб.

З ₂ = 702300 +351150 +834023 = 1887473 руб.

Як видно експлуатаційні витрати в другому варіанті менше, ніж у першому (З _1> З _2).

За формулою () визначаємо приведені витрати З, руб:

З ₁ = 3501014 +0,12 6034500 = 4225154 крб.

З ₂ = 1887473 +0,12 7023000 = 2730233 крб.

Очевидно, що наведені витрати в другому варіанті менше, ніж у першому (З _1> З _2).

Як видно з розрахунків схема на безконтактних елементах є вигідніше.

Трудомісткість є нормовані витрати на виконання певного комплексу робіт. Розрахунок виконуємо по електричної частини верстата.

Ремонтну складність електричної частини устаткування верстата знаходимо за формулою:

r _{i ел} = S Р _ном / 0,6, ()

де r _{i ел} ремонтна складність електричної частини

обладнання верстата, Р.Е.

r _{i Ел} = 5,6 / 0,6 = 9,3 Р.Є.

Розрахунок трудомісткості робіт t, нч, для електричної частини верстата виробляємо за формулою:

t = r _{i Ел} t n ^пл, ()

де t норма часу для електричної частини в

залежно від виду робіт, нч / Р.Є.;

n ^пл кількість планованих робіт.

Значення норми часу t вибираємо в залежності від виду ремонтної операції. Плануємо по одному поточному, капітальному ремонту та огляду. Для двозмінній роботи беремо t _до = 12,5 нч / Р.Є.; T _т = 1,5 нч / Р.Є.; T _про = 0,23 нч / p. E.

t _K = 9,3 12,5 1 = 116,2 нч

t _т = 9 1,5 1 = 13,5 нч

t _о = 9,3 0,23 1 = 2,1 нч

Для визначення витрат на виконання робіт необхідно розрахувати фонд оплати праці. Виробляємо тарифікацію робіт, дотримуючись таких правил: розряд робіт при капітальному ремонті повинен бути не нижче п'ятого, при поточному ремонті та оглядах не нижче четвертого. У розрахунках приймаємо тарифну ставку п'ятого розряду - 667,4 руб., Четвертого - 605,6 руб.

Розрахунок виконуємо за формулами:

Ф _т = Т _ст t _i; ()

П = (Ф _т в) / 100; ()

Д _ч = (Ф _т а) / 100; ()

Ф _о = Ф _т + П + Д _год; ()

Ф _д = (Ф _о с) / 100; ()

Ф _опл = Ф _о + Ф _д, ()

де Ф _т тарифний фонд оплати праці по даному виду

робіт, руб.;

Т _ст годинна тарифна ставка даного розряду,

руб. / ч.;

П сума преміальних виплат, руб.;

в розмір преміювання,%, приймаємо 20%;

Д _ч доплати до годинного фонду оплати, крб.

а розмір доплати до годинного фонду оплати,%,

приймаємо 10%;

Ф _про фонд основної оплати, крб.

Ф _д фонд додаткової оплати, крб.

з розмір додаткової доплати,%, приймаємо

з = 10%;

Ф _опл фонд оплати, крб.

Покажемо розрахунок для капітального ремонту.

Ф _тк = 667,4 116,2 = 77551,8 крб.

П _к = 77551,8 20/100 = 15510,4 крб.

Д _чк = 77551,8 10/100 = 7755,2 руб.

Ф _ок = 77551,8 +15510,4 +7755,2 = 100817,4 руб.

Ф _дк = 100817,4 10/100 = 10081,7 крб.

Ф _{опл к} = 100817,4 +10081,7 = 110899,1 руб.

Розрахунок фонду оплати праці зводимо в таблицю.

Таблиця

Розрахунок кошторисної вартості виробляємо за формулами:

З _оз = Ф _оз

З _дз = Ф _д; ()

З _сн = (С _о + З _д) d _сн / 100; ()

З _м = (С _оз d _м) / 100; ()

З _пк = (С _оз d _пк) / 100; ()

З _опр = (С _оз d _опр) / 100; ()

З _ст = З _оз + С _дз + С _сн + С _м + З _пк + С _опр, ()

де С _оз сума основної зарплати, грн.;

З _дз сума додаткової зарплати, руб.;

З _сн сума соціального податку, руб.;

З _м сума матеріальних витрат, руб.;

З _пк вартість покупних комплектуючих виробів,

руб.;

З _опр сума загальновиробничих витрат, руб.;

d _сн розмір соціального податку, 39%;

d _м розмір витрат матеріалів, 100%;

d _пк розмір витрат покупних комплектуючих, 120%;

d _опр розмір загальновиробничих витрат, 250%.

Покажемо розрахунок витрат з капітального ремонту.

З _{оз к} = 100817,4 руб.

З _{дз к} = 10081,7 крб

С _{м к} = 100817,4 100/100 = 10081,7 крб.

З _{пк к} = 100817,4 120/100 = 120980,9

З _{опр к} = 100817,4 250/100 = 252043,5 руб.

З _ст = 100817,4 +10081,7 +43250,6 +10081,7 +120980,9 +

+252043,5 = 537255,8 руб.

Дані розрахунків витрат заносимо в таблицю.

Таблиця

4 Управління електрообладнання верстата

4.1 Технічне обслуговування електроустаткування

Введення від електромережі в електрошафа верстата СФ X БР / 3 здійснюється через верх в отвір введення до затискачів А, В, С. Для цього необхідно зняти захисний щиток, що закриває ці затиски. Після приєднання проводів заземлення, затискачі А, В, С закрити щитком. Експлуатація верстата з відкритими затискачами забороняється.

Під час експлуатації необхідно вести загальне спостереження за електрообладнання верстата, періодично контролювати нагрівання електродвигунів, стан електроапаратів та електропроводки.

Не рідше одного разу на два місяці необхідно очищати електрообладнання від пилу, оглядати електроапарати, підтягувати кріпильні гвинти, перевіряти стан контактів.

У процесі експлуатації електрообладнання верстата необхідно перевіряти надійність контактів заземлення електродвигунів, сердечника і вторинних обмоток знижувального трансформатора і електричних апаратів.

Не рідше одного разу на рік повинна проводитися розбирання електродвигунів, їх внутрішня чистка, заміна мастила підшипників.

Зміна мастила в підшипниках при нормальних умовах роботи проводиться через 4000 годин роботи, але не рідше одного разу на рік. При роботі в курній середовищі зміна мастила в

підшипниках проводиться частіше, у міру потреби.

Перед набиванням свіжого змащення підшипники повинні бути ретельно промиті бензином. Камеру заповнити мастилом на 2 / 3 її об'єму.

Безпека роботи електрообладнання верстата забезпечується його виготовленням у відповідності з ГОСТом і виконанням вказівок наявних в паспорті верстата.

При експлуатації верстата необхідно стежити за станом електричних контактів, перемикачів і автоматичних вимикачів.

При експлуатації верстата необхідно стежити за роботою понижувального трансформатора, не допускати його перевантажень, своєчасно проводити його технічне обслуговування.

Персонал, зайнятий обслуговуванням електроустаткування верстата, а також його налагодженням і ремонтом, зобов'язаний:

мати допуск до обслуговування електроустановок напругою до 1000 В;

знати діючі правила технічної експлуатації і безпеки обслуговування електроустановок промислових підприємств за ГОСТ 12.1.01979 "ССБТ. Електробезпека. Загальні вимоги. "І ГОСТ 12.3.01980" CC БТ. Випробування та вимірювання електричні. Загальні вимоги безпеки. ";

виконувати вказівками заходів безпеки, які містяться в керівництві з експлуатації верстата;

знати принципи роботи електроустаткування верстата.

4.2 Заходи по економії електроенергії

Найважливішою сучасної завданням народного господарства є ефективне використання енергії. Її рішення дозволить знизити витрати електричних і матеріальних ресурсів при виробництві промислової і сільськогосподарської продукції, зменшити великі не виробничі витрати держави і населення в сфері житлово-комунального господарства, поліпшити екологічну ситуацію в країні. Важливу роль у вирішенні цієї проблеми відіграє електропривод, який є основним споживачем електроенергії.

Енергозбереження може здійснюватися як в самому електроприводі так і в обслуговуваних їм технологічних процесах, як на стадії проектування і конструювання, так і при його експлуатації.

Для зменшення витрат електроенергії, на виробництві раціанально зменшити холостий хід електродвигунів, збільшити їх завантаження.

Так само потрібно раціанально використовувати загальне і місцеве освітлення, виключати їх включення без виробничої необхідності.

Необхідно проводити регулярне чищення вікон, для покращеного надходження денного світла.

У даному дипломному проекті на верстаті для шліфування брикетних форм типу СФ X БР / 3 здійснили установку електродвигунів сучасних конструкцій, тим самим, враховуючи, що вони володіють підвищеними енергетичними показниками, ми здійснили заходи щодо економії електричної енергії.

Так само в проекті здійснили заміну магнітних пускачів на тиристорний пускач і герсіконовие контактори, які споживають меншу кількість електроенергії.

Здійснили установку сучасного понижувального трансформатора з високим коефіцієнтом корисної дії.

У ланцюзі управління встановлені малопотужні елементи, що споживають малу кількість електроенергії.

Таким чином у процесі модернізації електрообладнання та автоматики верстата для шліфування брикетних форм типу СФ X БР / 3 домоглися істотного зниження споживання електроенергії.

5. Охорона праці

5.1 Техніка безпеки при експлуатації електрообладнання

Перш ніж приступити до пуску складальних одиниць електрообладнання верстата для шліфування брикетних форм типу СФ X БР / 3 необхідно заземлити верстат, електрошафа і бак з емульсією згідно з діючими «Правилами улаштування електроустановок».

Заземлення виконується за допомогою дроту або шин і здійснюється болтовим з'єднанням на верстаті і зварювальним з'єднанням до загальноцехової заземлення.

Монтаж і налагодження електрообладнання верстата повинні провадитись особами, які пройшли інструктаж з техніки безпеки під наглядом відповідального за виконання роботи.

Персонал, зайнятий обслуговуванням електроустаткування, а також його налагодженням і ремонтом, зобов'язаний:

мати допуск до обслуговування електроустановок напругою до 1000В;

знати діючі правила технічної експлуатації і безпеки обслуговування електроустановок промислових підприємств;

знати принципи роботи електроустаткування верстата і роботу його схеми автоматизованого управління.

При ремонті і перервах у роботі вступної вимикач повинен бути обов'язково відключений і замкнений спеціальним пристроєм, передбаченим конструкцією шафи з електроустаткуванням.

Не дозволяється роз'єднувати і з'єднувати складові частини, інтенсивно працюють, штепсельних роз'ємів, що знаходяться під напругою.

У схемі передбачено блокування огородження сходів верхнього помосту, де встановлений вимикач, що відключає електродвигун головного руху. На верстаті також встановлена ​​сигнальна сирена, що попереджає оператора про початок повороту столу.

Не дозволяється працювати на верстаті при виявленні несправності в роботі електричних блокувань безпеки.

Робітникові не дозволяється відкривати двері електрошафи. Для аварійної зупинки верстата на кожному пульті керування встановлена ​​кнопка з грибоподібним штовхачем червоного кольору.

Техніка безпеки становить значну частину загального комплексу заходів з охорони праці, що забезпечують здоров'я, раціональні умови праці на виробництві.

Роботи з обслуговування електроустановок відносяться до особливо небезпечних, тому до роботи допускаються особи, які пройшли спеціальне навчання, мають відповідні групу ПТБ, не молодше 18 років і які пройшли медичну перевірку.

Забороняється проводити роботи або випробування електрообладнання та апаратури або їх вузлів, що знаходяться під напругою, при відсутності або несправності захисних засобів, блокування огорож або заземлювальних ланцюгів.

Користуватися несправним або неперевіреними електроінструментом заборонено.

Діелектричні рукавички, калоші, боти і килимки повинні проходити випробування у строки обумовлені ПТЕ і ПТБ.

Під час роботи повинна бути виключена будь-яка можливість порушення заземлення проводу, так як це загрожує поразкою персоналу струмом.

Для захисту персоналу, що проводить роботи в електроустановках, від випадкового дотику і наближення на небезпечну відстань до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, а також для огородження проходів у приміщення, в які вхід заборонений, і для перешкоджання включення апаратів користуються тимчасовими переносними огородженнями та плакатами.

5.2 Боротьба з шумами та вібрацією

Шум є безладне поєднання звуків різної частоти та інтенсивності, несприятливо діють на організм людини.

Вібрація являє собою механічні коливання і хвилі твердих цілий.

Шум і вібрація можуть бути причинами розлади серцево-судинної та нервової системи, а також опорнодвигательного апарату людини. При надлишку шуму та вібрації на робочому місці відбувається зниження концентрації і уважності у обслуговуючого персоналу, що тягне за собою збільшення виробничого травматизму. Як наслідок перебування у виробничих приміщення з надлишком шуму і вібрації у обслуговуючого персоналу виникає підвищена втомлюваність, збільшення кров'яного тиску.

Зниження шуму і вібрації на виробництві досягається в основному за рахунок застосування малошумного обладнання.

У машинах і механізмах підвищені шум і вібрація часто виникають в результаті неприпустимого зносу тертьових частин підшипників, неточної збірці при ремонті, тому в процесі експлуатації електрообладнання необхідно своєчасно проводити заміну мастила підшипників і слід своєчасно проводити ремонт.

Верстат для шліфування брикетних форм типу СФ X БР / 3 встановлюється на віброізоляційних опори на підлозі цеху або бетонній подушці, що значно зменшує рівень шуму і вібрації.

У процесі модернізації електрообладнання верстата ми домоглися зниження рівня шуму та вібрації за рахунок:

заміни електродвигунів старих конструкцій на нові, менш гучні в роботі;

виключення додаткового шуму при перевантаженнях, так як електродвигуни захищені від перевантаження за допомогою теплових реле;

установки безшумного в роботі тиристорного пускача і герсіконових контакторів, замість пускачів старих конструкцій.

установки в ланцюзі управління малопотужної і безшумної апаратури.

5.3 Протипожежні заходи

Причинами пожеж як правило є робота з відкритим вогнем, несправності електричних пристроїв і проводок, самозаймання матеріалів при несправному зберіганні, курінні та недотримання правил пожежної безпеки.

Щоб уникнути пожежі на верстаті, необхідно перевіряти контакти на ступінь затиску, так як іскріння може призвести до спалаху ізоляції. Очищати внутрішню частину верстата від дрантя і легко займистих речовин. Палити дозволяється тільки в спеціально відведених місцях. Пролиту горючу рідину негайно прибирають. Використані обтиральні матеріали зберігають у спеціальних металевих ящиках з щільно закритими кришками.

У разі пожежі необхідно вжити заходів щодо його ліквідації і своєчасно повідомити в пожежну службу.

При роботі верстата в пожежонебезпечних приміщеннях необхідно вживати заходів із захисту електрообладнання верстата від підвищених температур, тиску вологи, а також дотримуватися діючих правил для навколишнього середовища.

Керівник цехів, дільниць, лабораторій відповідають за правильне ведення технологічних процесів, забезпечують протипожежним інвентарем та засобами гасіння пожеж, своєчасне проведення інструктажів.

На великих підприємствах створюються підрозділи пожежної охорони. Начальник пожежної охорони підпорядковується безпосередньо керівнику підприємства.

На ці підрозділи покладено наступні функції:

розробка заходів з гасіння пожеж;

проведення роз'яснювальних робіт;

утримання в справному стані пожежного інвентарю;

гасіння пожежі на території об'єкта;

керівництво добровільної пожежної дружиною.

Для гасіння пожежі на верстаті необхідно застосовувати вуглекислотні вогнегасники з воздушномеханіческой піною типу ПО1, ПО6. Для того, щоб обмежити доступ кисню до вогню, можна використовувати пісок. Якщо на верстаті відключена напруга, то можна скористатися пінними вогнегасниками ОХП10.

Перелік протипожежних засобів визначають місцевими інструкціями, узгодженими з органами Державного нагляду.

На підприємствах електротехнічної промисловості пожежонебезпечними вважаються такі приміщення:

склади мінеральних масел;

насосні станції з перекачування мазуту;

деревообробні цехи та ін

Основні засоби пожежогасіння: вогнегасники, ящики з піском, щити, листовий азбест, водорукав,

Вода для гасіння пожежі звичайно забирається з резервуару. Якщо напір води в загальному водопроводі недостатній, то його можна підвищити пожежним насосом.

Література

1. Григор'єв О.П. та ін Тиристори. Довідник. М.: Радіо і зв'язок, 1990

2. Григор'єв О.П. та ін Діоди. Довідник. М.: Радіо і зв'язок, 1990

3. Дубровський В.В. та ін. Резистори. Довідник. М.: Радіо і зв'язок, 1991

4. Зимін Є.М., Преображенський В. І., Чувашов І.І. Електрообладнання промислових підприємств і установок. М.: Енергоіздат, 1981

5. Довідкова книга для проектування електричного освітлення. / Под ред. Г.М. Кнорринга. Л., Енергія, 1976

6. Довідник по проектуванню електричних мереж та електрообладнання / Под ред. Ю.Г. Барибін та ін М.: Вища школа, 1991

7. Довідник по електричним машинам: У двох томах / Під загальною ред. І.П. Копилова і Б.К. Клокова. Том 1 М.: Енергоіздат, 1988

8. Довідник технолога машинобудівника. У 2х Т.2. / Под ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова. 4е вид., Перероблений і доповнений. М.: Машинобудування, 1986

9. Стоколов В.Є. та ін Електрообладнання кузнечнопресових машин. Довідник. М.: Машинобудування, 1981